JPH029974A

JPH029974A - スクロール流体装置

Info

Publication number: JPH029974A
Application number: JP63159989A
Authority: JP
Inventors: Katsuharu Fujio; 藤尾　勝晴; Michio Yamamura; 山村　道生; Hiroshi Karato; 唐土　宏; Shuichi Yamamoto; 修一山本; Shigeru Muramatsu; 繁村松
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-06-28
Filing date: 1988-06-28
Publication date: 1990-01-12
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH0739833B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、密閉容器内を高圧側と低圧側とに仕切ったス
クロール流体装置に関するものである。

従来の技術スクロール圧縮機は、吸入室が外周部にあり、吐出ボー
トが渦巻きの中心部に設けられ、吐出ポートを中心とす
る対称な渦巻き形の圧縮空間で吸入・圧縮され、圧縮比
が一定で、往復動式圧縮機や回転式圧縮機のような圧縮
のための吐出弁を必要とせず、圧縮流体の流れが一方向
で圧縮トルクの変動が往復動式圧縮機や回転式圧縮機に
比べて小さく、振動や騒音も極めて小さいことが一般に
知られている。

このスクロール圧縮機を冷凍サイクル配管系に接続して
使用し、多量の液冷媒が圧縮機に戻される場合には、特
に、吸入室にも吐出室にも通じない常時密閉空間の圧縮
室内で液圧縮が生じやすく、過大な圧縮負荷による圧縮
室構成部材の破損や軸受損傷などを起こすことがあり、
スクロール圧縮機においては、特に、圧縮過負荷軽減と
液圧縮防止の何れかの手段を備えることが不可欠である
ことも知られている。

上述のような課題解決の方策として、第１２図に示す如
く、スクロール圧縮機の密閉容器２０６の内壁に取りつ
けられたフレーム２０９に固定スクロール２０２を固定
すると共に、フレーム２０９の外周部に装着したＯ−リ
ング２１４により、密閉容器２０６内を低圧室２０６ｂ
と高圧室２０６　ａに密閉区分し、この低圧室２０６ｂ
で吸入冷媒ガスの気液分離をすると共に、高圧室２０６
ａから密閉容器２０６を介して伝わる熱量を利用し、吸
入冷媒をある程度の加熱により完全蒸発させた後に、吸
入管２１０を経由して圧縮室に吸入させて液圧縮を防止
する構成が考えられている（特開昭５７−７０９８４号
公報）。

発明が解決しようとする課題しかし、第１２図のような固定スクロール２０２の一方
の側が低圧室２０６ｂで、他方の側が圧縮室に接する構
成では、特開昭５５−４６０４６号公報の第２ｂ図でも
記載されているように、圧縮室圧力によって、固定スク
ロール２０２の中央部が低圧室２０６ｂの方へ膨らみ変
形をする。

この結果、圧縮室の軸方向隙間が増加し、圧縮冷媒ガス
の漏れ塁が多くなり、圧縮効率の低下が著しいという課
題があった。

このような課題解決の方策として、特開昭５５−４６０
４６号公報の第４図で記載のように、固定スクロールの
背面に背圧室を形成し、その背圧室の流体圧力によって
固定スクロールを背圧付勢し、圧縮室圧力による固定ス
クロール中央部の膨らみ変形を阻止し、圧縮室の軸方向
隙間を適正に維持しながら圧縮効率の低下を防ぐ構成が
考えられている。

しかし、上述の特開昭５５−４６０４６号公報では、固
定スクロールの背面側に特別な背圧室を形成する必要が
あり、部品数が増加してコスト高であり、また、低圧室
の占有容債も小さくなり、吸入冷媒の気液公理効率が悪
くなるという課題があった。

課題を解決するための手段上記課題を解決するために本発明のスクロール流体装置
は、スクロール圧縮榔構を密閉容器内に収納し、固定ス
クロールの反旋回スクロール側の鏡板の外周部には、密
閉容器と同材質系の薄肉円筒形状のライナーを圧入固定
し、固定スクロールとライナーにより、密閉容器内を高
圧室と低圧室とに仕切り、高圧室にはスクロール機構に
係わる駆動装置を配置し、低圧室はライナーと固定スク
ロールに接すると共に、吸入室に通じ、ライナーの外周
部と前記密閉容器とを溶接密封固定した構成である。

作　　用本発明は上記構成によって、固定スクロールの鏡板が、
密閉容器とライナー外周部との溶接固定時の密閉容器の
収縮力と、ライナーの圧入締め付は力とによって圧縮室
の側へ反り変形をし、圧縮室中央部の組立時の軸方向隙
間を予め小さくしておく。このような状態で、スクロー
ル流体装置が運転され、圧縮室の圧縮圧力と低圧室の吸
入圧力との差圧によって、固定スクロールの中央部が低
圧室の側へ押し戻され、最終的には、圧縮室の中央部も
、外周部の軸方向隙間がほぼ適正化されて正常な圧縮室
隙間を保ち、効率の良い圧縮運転を継続するものである
。

実施例以下、本発明の一実施例のスクロール冷媒圧縮機につい
て、第１図〜第１１図を参照しながら説明する。

第１図において、１は鉄製の密閉ケースで、その内部が
旋回スクロール１８と噛み合って圧縮室を形成する固定
スクロール部材１５ｅにより上側のモータ室６と下側の
アキュームレータ室４６とに仕切られている。モータ室
６は高圧雰囲気で、上部にモータ３、下部に圧縮部を配
置し、モータ３の回転子３ａに固定された駆動軸４を支
承する圧縮部の本体フレーム５は、軽量化と軸受部の熱
発散を主目的とした熱伝導特性に優れたアルミニウム合
金製で、固定スクロール部材１５ｅにボルト固定される
と共に、その外周部に溶接性に優れた鉄製のライナー８
が焼ばめ固定され、ライナー８の外周面が密閉ケース１
に全周内接し部分的に溶接固定されている。

モータ３の固定子３ｂは、密閉ケース１に内接固定され
ている。

駆動軸４は本体フレーム５の上端部に設けられた上部軸
受１１、中央部に設けられた主軸受１２、本体フレーム
５の上端面とモータ３の回転子３ａの下部端面との間に
設けられたスラスト玉軸受１３とで支持され、その下端
部には駆動軸４の主軸から偏心した偏心軸受１４が設け
られている。

固定スクロール部材１５ｅは、第３図のように、アルミ
ニウム合金製の固定スクロール１５とその外周に焼きば
め固定された溶接性に優れた鉄製の仕切りライナー７９
とで構成されている。

固定スクロール１５は、渦巻き状の固定スクロールラッ
プ１５ａと鏡板１５ｂから成り、鏡板１５ｂの中央部に
は、固定スクロールラップ１５ａの巻き始め部に開口す
る吐出ポート１６がモータ室６に開通する吐出通路８０
に連通して設けられ、固定スクロールラップ１５ａの外
周部には吸入室１７が設けられている。

また、固定スクロール１５は、＠４図のように、仕切り
ライナー７９を焼きばめした時の締め付は力や、仕切り
ライナー７９と密閉ケース１を溶接した時の仕切りライ
ナー７９と密閉ケース１の収縮力によって、その中央部
が固定スクロールラップ１５ａの方へ反った状態で組み
込まれている。

固定スクロールラップ１５ａに噛み合って圧縮室を形成
する渦巻き状の旋回スクロールラップ１８ａと、駆動軸
４の偏心軸受１４に支持された旋回軸１８ｂとを直立さ
せ、その表面を硬化処理したラップ支持円板１８ｃとか
ら成るアルミニウム合金製の旋回スクロール１８は、固
定スクロール１５と本体フレーム５と駆動軸４とに囲ま
れて配置されており、固定スクロール部材１５ｅとで圧
縮室を形成している。

また、第４図のように、固定スクロール１５の中央部が
反り変形しているので、圧縮室の軸方向隙間は、圧縮室
の中央部が狭められている。

吐出通路８ｏは、本体フレーム５に取りつけられた吐出
ガスガイド８１、本体フレーム５に設けられたガス通路
Ａ３０ａ、固定スクロール１５に設けられたガス通路８
８０１）、ガス通路Ｃ８０ｃとから成り、吐出ポート１
６に連通して横方向に設けられたガス通路Ｃ８０ｃと縦
方向に設けられたガス通路８８０ｂとの通路途中には、
逆止弁装置５０が設けられている。

逆止弁装置５０は、逆止弁穴５０ａと弁体５０１と弁体
付勢用のバネ装Ｍ　５０　ｃとから成る。

逆止弁穴５０ａはガス通路Ｃ８０ｃの直径よりも大きい
円筒状の横穴で、固定スクロール１５の外周面に開口し
、側面にはガス通路Ｂ８０ｂが開口しており、その開口
端は弁体５０ｂやバネ装置５０ｃの外形寸法よりも小さ
く設定されている。

弁体ｓｏｂは、ガス通路Ｃ８０ｃと逆止弁穴５０ａとの
接続部の段付き部にまで移動し得る寸法構成である。

仕切りライナー７９は、第１図〜第４図のように、固定
スクロール１５の段付き外周部の下側の小径外周部に焼
きばめ固定され、その焼きばめ面を密封すると共に、逆
止弁穴５０ａの開口端を塞ぐ。

また、仕切りライナー７９の外周面とその外周面部の全
周に設けられた突起条部７９ａとは、上部密閉ケース１
ａと下部密閉ケース１ｂとの内壁面とに当接しており、
突起条部７９ａと上部密閉ケース１ａと下部密閉ケース
１ｂとが単一の溶接ビード７９ｂによって密封溶接され
ている。

冷凍サイクルの蒸発器側に通じるアキュームレータ室４
６は、下部密閉ケース１ｂと固定スクロール部材１５ｅ
とで形成され、下部密閉ケース１ｂの内側には樹脂製の
断熱カバー８２が取りつけられている。

樹脂製のバッフル８３は、固定スクロール部材１５ｅと
断熱カバー８２との間に挾持されて、アキュームレータ
室４６を下側の気液分離室８４と上側の吸入通路８５と
に仕切っている。

下部密閉ケース１ｂと断熱カバー８２の側壁を貫通して
バッフル８３より下部に設けられた吸入管４７は、その
終端部がバッフル８３に対抗して開口し、気液分離室８
４と吸入通路８５とを連通ずるバッフル８３に設けられ
た吸入ガイド穴８６から離れた位置に設けられている。

また、吸入管４７の途中には小径の油水８７が設けられ
、気液分離室８４の底部に滞留している冷媒液や潤滑油
が少量ずつ吸入管４７に再流入する。

固定スクロール１５に設けられた縦穴の２個の吸入穴４
３は、吸入室１７と吸入通路８５とを連通している。

本体フレーム５に固定された割りピン形の平行ピン１９
に拘束されて軸方向にのみ移動が可能なスラスト軸受２
０と、固定スクロール１５の鏡板１５ｂとの間には、ス
ペーサ２１が設けられ、スペーサ２１の軸方向寸法は、
油膜による摺動面のシール性向上のために、ラップ支持
円板１８ｃの厚さよりも約０．０１５〜０．０２０ｍｍ
大きく設定されている。

駆動軸４の偏心軸受１４の底部と、旋回スクロール１日
の旋回軸１８ｂの軸部との間の偏心軸受空間３６と、ラ
ップ支持円板１８ｃの外周部空間３７とは、旋回軸１８
ｂとラップ支持円板１８ｃに設けられた油水Ａ３８ａに
より連通されている。

スラスト軸受２０は焼結合金製で第２図、第７図、第８
図のように、その中央部が２つの平行な直線部分２２と
、それに連なる２つの円弧状曲線部分２３から成る形状
の精密な穴が貫通成形されている。

旋回スクロール１８の自転阻止部材（以下、オルダムリ
ングという）２４は、焼結成形や射出成形工法などに適
した軽合金や強化繊維複合圏脂材料から成り、含油特性
も有し、第２図、第６図、第７図、第８図のように両面
が平行な薄い環状板２４ａと、その−面に設けられた一
対の平行キー部分２４ｂとから成り、環状板２４ａの外
輪郭は、２つの平行な直線部分２５とそれに連なる２つ
の円弧状曲線部分２６から成り、直線部分２５が第７図
、第８図のようにスラスト軸受２０の直線部分２２に微
少隙間で係合し、摺動可能であり、平行キ一部分２４ｂ
の側面２４ｃは、直線部分２５の中央部で直交し、そし
て第２図のように旋回スクロール１８のラップ支持円板
１８ｃに設けられた一対のキー溝７１に微少隙間で係合
し、摺動可能な形状に設定されている。なお、環状板２
４ａの内輪郭は、外輪郭に類似した形状である。また、
平行キ一部分２４ｂの付は根に設けられたヘコミ部２４
ｄは潤滑油の通路にもなる。また、円弧状曲線部分に設
けられたヘコミ部２４ｅも同様な潤滑油の通路である。

第１図、第５図のように、本体フレーム５とスラスト軸
受２０との間には約０．１ｍｍのレリース隙間２７が設
けられ、そのレリース隙間２７に対向して本体フレーム
５にも環状溝２８が設けられ、環状溝２８を囲んだゴム
製のシールリング７ｏが、本体フレーム５とスラスト軸
受２ｏとの間に装着されている。

上部密閉ケース１ａの上端壁の外周部には吐出管３１が
、また中央部にはモータ電源接続用のガラスターミナル
８８がそれぞれ取りつけられている。

吐出管３１とガラスターミナル８８との側とモータ３の
側とを、上部密閉ケース１ａに取りつけられた薄板の油
セパレータ８９が仕切り、油セパレータ８９の中央部に
は打ち抜き穴９ｏが設けられている。

モータ室６の下部に設けられた吐出室油溜３４は、モー
タ室６の上部とモータ３の固定子３ｂの外周の一部をカ
ットして設けた冷却通路３５により連通されている。ま
た、吐出室油溜３４は、本体フレーム５に設けられた油
水Ｄ３８ｄを介して環状溝２８に通じると共に、油水Ｂ
５８ｂを介してオルダムリング２４が配置された旋回ス
クロール１８の背圧室３９にも、下部軸受１１の摺動部
微少隙間と主軸受１２の摺動部油溝（図示なし）を介し
て通じ、更に偏心軸受１４に設けられた油溝Ａ４０ａを
介して偏心軸受空間３６へも連通している。

また、本体フレーム５に設けられた油水８３８ｂは、駆
動軸４の上部軸受１１に対応する下部軸部４ａの表面に
設けられた螺旋状油溝４１にも通じており、螺旋状油溝
４１の巻き方向は、駆動軸４が正回転する時に潤滑油の
粘性を利用したネジポンプ作用の生じるように設けられ
、その終端は上部軸受４ａの途中まで形成されている。

駆動軸４の下端部の偏肉部重量と偏心量および旋回スク
ロール１８の重量によって生じる回転不釣り合いは、回
転子３ａの上端と下端に取りつけられたバランスウェイ
ト７５．７６により解消される。

吸入室１７にも吐出ポート１６にも連通しない第２圧縮
室５１と外周部空間３７とは、第２圧縮室５１に開口し
て旋回スクロール１８のラップ支持円板１８Ｇに設けら
れた細径のインジェクション穴５２と油水Ｃ３８ｃとか
ら成るインジェクション通路５５で連通されている。

第１０図において、横軸は駆動軸４の回転角度を示し、
縦軸は冷媒圧力を示し、吸入・圧縮・吐出過程における
冷媒ガスの圧力変化状態を示し、実線６２は正常圧力で
運転時の圧力変化を示し、点線６３は異常圧力上昇時の
圧力変化を示す。

第１１図において、横軸は駆動軸４の回転角度を示し、
縦軸は冷媒圧力を示し、実線６４は吐出室２にも吸入室
１７にも連通しない第２圧縮室５１ａ、５１ｂのインジ
ェクション穴５２ａ１５２ｂの開口位置における圧力変
化を示し、点線６５は吸入室１７に連通ずる第１圧縮室
６１ａ１６１ｂ（第７図参照）の定点における圧力変化
を示し、−点鎖線６６は吐出室２に連通ずる第３圧縮室
６０ａ１６０ｂの定点における圧力変化を示し、二点鎖
線６７は第１圧縮室６１ａ、６１ｂと第２圧縮室５１ａ
１５１ｂとの間の定点における圧力変化を示し、二重点
線６８は背圧室３９の圧力変化を示す。

以上のように構成されたスクロール気体圧縮機について
、その動作を説明する。

第１図〜第１１図において、モータ３によって駆動軸４
が回転駆動すると、旋回スクロール１８は駆動軸４のク
ランクｔ！！溝によって駆動軸４の主軸回りに回転しよ
うとするが、オルダムリング２４の平行キ一部分２４ｂ
が旋回スクロール１８のキー溝７１に係合し、直線部分
２５が回転を阻止されたスラスト軸受２ｏの直線部分に
係合しているので、自転を阻止され、公転運動をして固
定スクロール１５と共に圧縮室の容積を変化させ、冷媒
ガスの吸入・圧縮作用を行う。

そして、圧縮機に接続した冷凍サイクルから潤滑油を含
んだ気液混合の吸入冷媒が、吸入管４７からアキューム
レータ室４６に流入し、バッフル。

８３に衝突し、気体と液体の重量差や方向転換時の慣性
力によって気液分能し、液冷媒がアキュムレータ室４６
の底部に溜まる。

上部密閉ケース１ａを介して下部密閉ケース１ｂに伝わ
るモータ室６の熱量は断熱特性を備えた断熱カバー８２
、バッフル８３によって遮熱され、吸入冷媒への伝熱が
少ない。

また、冷媒がアキュームレータ室４６に流入し、内壁な
どに衝突した際に生じる衝突音や振動は、断熱カバー８
２によって連間、吸振される。

分１された吸入ガスは、吸入ガイド六８６、吸入通路４
２、吸入穴４３を順次経て吸入室１７に流入し、旋回ス
クロール１８と固定スクロール１５との間に形成された
第１圧縮室６１ａ１６１１）を経て圧縮室内に閉じ込め
られ、常時密閉空間となる第２圧縮室５１　ａ　＋　５
１　ｂ　１第３圧縮室６０ｇ　、６０ｂへと順次移送圧
縮され、中央部の吐出ボート１６から逆止弁装置５０の
付勢力に抗して吐出通路８ｏを経てモータ室６へと吐出
される。

冷媒ガスが圧縮室で圧縮されることにより、圧縮室の圧
力とアキュームレータ室４６の圧力との差圧によって、
固定スクロール１５の鏡板１５ｂがアキュームレータ室
４６の方へ撓む。その撓み形状は、鏡板１５ｂの中央部
が大きく、外周部が小さい。この結果、圧縮機組立時に
、圧縮室中央部の軸方向隙間が狭くなるように変形させ
て組み込まれていた圧縮室の軸方向隙間は、圧縮室の中
央部、外周部とも平準化される方向に補正される。

また、固定スクロールラップ１５ａと旋回スクロールラ
ップ１８ａの中央部は、その外周部よりも圧縮熱による
温度が高く、熱膨張寸法が大きい。

その結果、圧縮室の軸方向隙間は、中央部が狭く、外周
部が広い状態に保たれ、圧縮室間の圧力差が大きい中央
部における圧縮冷媒ガス漏れが少なくなる。

吐出ガスガイド８１の先端から斜め内向き方向に排出し
た吐出冷媒ガスは、モータ３の回転子３ａとバランスウ
ェイト７５に衝突して拡散され、モータ３の下部コイル
エンド３０ａの巻き線の間を通過後、固定子３ｂの外周
部の冷却通路３５を経て、モータ３を冷却しなからモー
タ室６の上部空間に流れ、再び、内向きの流れに変換後
、中央部の内抜き穴９ｏを経て、外周部の吐出管３１か
ら外部の冷凍サイクルへ送出される。

この際、吐出冷媒ガス中の潤滑油は、その一部がモータ
コイルエンドの多数の巻き線の表面に付着して冷媒ガス
から分離し、吐出室油溜３４に収集する。

吐出室油溜３４の底部の潤滑油は、モータ室６の高圧冷
媒ガスが固定スクロール１５の鏡板１５ｂと、仕切りラ
イナー７９との焼きばめ固定面を介して、アキュームレ
ータ室４６に漏洩するのを油膜密封する。

なお、圧縮機運転時の温度上昇により、アルミニウム合
金製の固定スクロール１５は、鉄製の仕切りライナー７
９よりも熱膨張寸法が大きいので、仕切りライナー７９
との焼きばめによる締め付は力を増加しており、高圧冷
媒ガスがモータ室６からアキュームレータ室４６に漏洩
するのを、−層少なくする。また、圧縮冷媒ガス圧力に
より圧縮室がアキュームレータ室４６の方へ膨らみ、圧
縮室の軸方向隙間が広がるのを防ぐ。

吐出室油溜３４の潤滑油は、後述する経過を経て背圧室
３９に流入し、次第に背圧室圧力が高まる。その背圧力
により旋回スクロール１８のラップ支持円板１８ｃが固
定スクロール１５の鏡板１５ｂに付勢接触し、圧縮室の
軸方向隙間が無くなり圧縮室が密封され、吸入冷媒ガス
が効率良く圧縮され、安定運転が継続する。

圧縮機内圧力が均衡し、アキュームレータ室４６は勿論
のこと、圧擦室内にまで液冷媒が存在し、液圧縮が生じ
やすい状態などからの圧縮機冷時起動初期には、圧縮室
内の圧縮冷媒圧力によって旋回スクロール１８に吐出ポ
ート１６と反対の方向のスラスト力が作用する。しかし
、旋回スクロール１８の背面には付勢に必要な背圧力が
生じていないので、旋回スクロール１８が固定スクロー
ル１５から離れ、スラスト軸受２ｏに支持される。この
時、圧縮室の軸方向には約０．０１５〜０．０２０ｍｍ
の隙間が生じる。その結果、圧縮室内圧力が一時的に降
下して、起動初期の圧縮負荷が軽減する。

なお、スラスト軸受２ｏが旋回スクロール１８を支持す
る初期の支持力は後述する如く、シールリングＴｏの弾
性力と補助的なバネ装置（例えば、米国特許第３６００
１１４号公報）に依存する。

万一、圧縮室内で液圧縮などが生じて瞬時的に圧縮室圧
力が異常上昇した場合は、旋回スクロール１８に作用す
るスラスト力が旋回スクロール１８の背面に作用する付
勢力よりも大きくなり、旋回スクロール１８が軸方向に
移動し、旋回スクロール１８のラップ支持円板１８ｃが
、固定スクロール１５の鏡板１５ｂから離れてスラスト
軸受２ｏに支持されると共に、圧縮室の密封が解除して
、圧縮室圧力が降下し、圧縮負荷が軽減する。

吐出室油溜３４の潤滑油は、油水Ｂ５８ｂから吸い込ま
れ、駆動軸４の上部軸部４ａの表面に設けられた螺旋状
油溝４１のネジポンプ作用により、スラスト玉軸受１３
へ給油され、上部軸部４ａの端部の微少軸受隙間を潤滑
油が通過する際に、その油膜のシール作用により、モー
タ室６の吐出冷媒ガス評囲気と上部軸受１０の上流側空
間とが遮断される。

吐出室油溜３４の溶解吐出冷媒ガスを含んだ潤滑油は、
下部軸受１１の微少隙間を通過する際に、吐出圧力と吸
入圧力との中間圧力に減圧され、背圧室３９に流入する
。その後、偏心軸受１４の油、１Ａ４０ａ、偏心軸受空
間３６、旋回スクロール１８を通る油水Ａ３Ｂを経て漸
次減圧されながら外周部空間３７に流入する。

外周部空間３７の潤滑油は、ランプ支持円板１８ｃに設
けられた油水Ｃ３８ｃ、細径のインジェクション穴５２
ａ、５２ｂを経て吐出ポート１６にも吸入室１７にも通
じない第２圧縮室５１ａ、５１ｂに流入し、その通路途
中の各摺動面を潤滑する。

第２圧縮室５１ａ、５１ｂにインジェクションされた潤
滑油は、吸入冷媒ガスと共に圧縮室に流入した潤滑油と
合流し、隣接する圧縮室間の微少隙間を油膜により密封
して圧縮冷媒ガス漏れを防ぎ、圧縮室間の摺動面を潤滑
しながら圧縮冷媒ガスと共に吐出ポート１６を経てモー
タ室６に再び吐出される。

また、吐出室油溜３４は、環状溝２８やレリース隙間２
７とも通じているので、スラスト軸受２０は、その背圧
力により付勢されてスペーサ２１の端面に当接する。そ
して、旋回スクロール１８のラップ支持円板１８ｃは、
スラスト軸受２ｏと固定スクロール１５の鏡板１５ｂと
の間で微少隙間を保持されて円滑に摺動すると共に、固
定スクロールラップ１５ａの端面とラップ支持円板１８
ｃとの間、旋回スクロールラップ１８ａの端面と鏡板１
５ｂとの間の隙間も微少に保持されて隣接する圧縮室間
の気体漏れを少なくする。

第２圧縮室５１ａ、５１ｂのインジェクション穴５２ａ
、５２ｂ開口部は、第１１図の如くの圧力変化をし、モ
ータ室６の圧力に追従して変化する背圧室圧力６８よリ
モ瞬時的に高いが平均圧力が低い。そのため、背圧室３
９からの潤滑油は、間欠的に第２圧縮室５１ａ、５１ｂ
に流入し、また、正常運転時の背圧室圧力６８よりも瞬
時的に高い第２圧縮室５１ａ、５１ｂ内の圧縮冷媒ガス
は、細径のインジェクション穴５２ａ、５２ｂで減圧さ
れて瞬時的な油水〇３８ｃへの逆流が少なく、油水０３
８　ｃ内の圧力が背圧室圧力６８よりも高くならない。

また、前述のように圧縮機起動初期には、シールリング
７ｏの弾性力やバネ装置により、スラスト軸受２０を介
して旋回スクロール１８を支持スるが、圧縮機起動安定
後の背圧室３９に差圧給油された潤滑油は、中間圧力の
付勢力を旋回スクロール１８に作用させて、ラップ支持
円板１８ｃを鏡板１５ｂとの摺動面に押圧油膜シールし
、外周部空間３７と吸入室１７との間の連通を遮断する
。

また、背圧室３９の潤滑油は、スラスト軸受２ｏとラッ
プ支持円板１８０との摺動面の隙間に介在し、その隙間
（約０．０１５〜０．０２０ｍｒｎ　）を密封する。ま
た、背圧室３９の潤滑油圧力によって、旋回スクロール
１８のラップ支持円板１８ｃが圧縮室の方へ反り変形し
、固定スクロール１５の場合と同様に、圧縮室の中央部
の軸方向隙間が狭くなり、圧縮室間の圧縮冷媒ガス漏れ
が少なくなる。

また、冷時起動直後のように吸入冷媒ガスの圧力が非常
に高く、スクロール圧縮機の圧縮比が一定であることか
ら圧縮室圧力も非常に高くなった場合、あるいは、異常
な液圧縮が生じた場合などは、上述のように旋回スクロ
ール１８が固定スクロール１５から雅反し、スラスト軸
受２ｏに支持される。しかしながら、背圧付勢されたス
ラスト軸受２０は、異常に上昇した圧縮室圧力により生
じて旋回スクロール１日に作用するスラスト荷重を支持
できず、レリース隙間２７を減少させる方向に後退して
、旋回スクロール１８と固定スクロール１Ｓとの間の軸
方向隙間が拡大する。これにより、圧縮室間に多くの漏
れが生じて圧縮室圧力が急低下し、圧縮負荷が瞬時に軽
減した後、スラスト軸受２ｏが瞬時に元の位置に復帰し
て、背圧室３９の圧力は著しい低下もせず、安定運転が
再継続する。

また、旋回スクロール１８と固定スクロール１５との間
の軸方向隙間部に異物の噛み込みが生じた場合も上述と
同様に、スラスト軸受２０が後退して異物を除去する。

また、冷時起動初期や定常運転時に、瞬時的な液圧縮が
生じた場合の圧縮室圧力は、第１０図の点線６３のよう
に異常な圧力上昇と過圧縮が生じるが、吐出ポート１６
に連通ずる高圧空間容積が大きいため、モータ室６圧力
の上昇は極めて小さい。

なお、液圧縮途中でスラスト軸受け２ｏが後退すること
により、圧縮室圧力は第１０図の一点鎖線６３ａの如く
途中で降圧する。

圧縮機停止後は、圧縮室内圧力により旋回スクロール１
８に逆旋回トルクが生じ、旋回スクロール１８が逆旋回
して吐出冷媒ガスが吸入側に逆流する。この吐出冷媒ガ
スの逆流に追従して、逆止弁装置５ｏが第１図の位置か
ら吐出ボート１６の側へ移動し、逆止弁穴５０ａの底面
を密封して吐出冷媒ガスの逆流を制止し、旋回スクロー
ル１８の逆旋回が停止し、吸入通路４２とガス通路Ｃ８
０ｃとの間の空間は吸入側圧力を保持する。

また、モータ室６の圧力がある程度にまで低下すると、
吐出室油溜３４の潤滑油は、給油通路の通路抵抗によっ
て外周部空間３７への差圧給油が停止する。

また、圧縮機運転中、上部軸受１１の給油上流側は、吐
出室油溜３４に連通し、給油下流側は中間圧力状態の背
圧室３９に連通してその間に差圧が生じ、モータ３の回
転子３ａを固定した駆動軸４が旋回スクロール１８の方
向へ付勢される。この付勢力は、スラスト玉軸受１３を
介して本体フレーム５に支持され、駆動軸４が上部軸受
１０と主軸受１２との間の隙間の範囲内で、駆動軸４の
不釣り合いや圧縮負荷に起因して、倒れが生じるのを阻
止して上部軸受１ｏと主軸受１２の片当たりを防止する
。

また、圧縮機運転時の温度上昇により、アルミニウム合
金製の本体フレーム５は熱膨張して鉄製のライナー８を
拡管し、ライナー８の外周面と密閉ケース１の内壁との
密着を強めて互いの剛性向上に役立つ。

また、上記実施例では吐出室油溜３４の潤滑油を第２圧
縮室５１ａ、５１ｂに油インジェクションしたが、圧縮
機使用条件などにより吸入室１７に通じる第１圧縮室６
１ｍ、６１ｂに油インジェクションしてもよい。

また、上記実施例では、スラスト軸受２ｏの背面に設け
たレリース隙間２７や環状溝２８に吐出室油溜３４の潤
滑油を導入したが、モータ室６の吐出冷媒ガスや第２圧
縮室５１ａ、５１ｂなどから中間圧力冷媒ガスを導入し
てもよい。

また、上記実施例では吐出通路８０に逆止弁装置５ｏを
設けたが、密閉ケース１の内容積や潤滑油量によっては
、吸入室１７と吸入穴４３との間に、上下方向に作動す
るフリーバルブ型の逆止弁を設けてもよい。

また、上記実施例では吸入穴４３と吸入ガイド穴８６と
の間に吸入通路８５を設けたが、吸入穴４３と吸入ガイ
ド８６とを直接連通してもよい。

以上のように上記実施例によれば、スクロール圧縮機構
を鉄製の密閉ケース１に収納し、アルミニウム合金製の
固定スクロール１５の反旋回スクロール側の鏡板１５ｂ
の外周部には、密閉ケース１と同材質の鉄製薄肉円筒形
状の仕切りライナー７９を焼きばめ圧入固定し、固定ス
クロール１５と仕切りライナー７９により、密閉ケース
１内を高圧側のモータ室６と低圧側のアキュームレータ
室４６とに仕切り、モータ室６にはスクロール機構に係
わるモータ３、モータ３に連接した駆＠軸４、その駆動
軸４を支承する本体フレーム５、本体フレーム５に係合
する旋回スクロール自転阻止用のオルダムリング２４な
どから成る駆動装置を配置し、アキュームレータ室４６
は仕切りライナー７９と固定スクロール１５の鏡板１５
ｂに接すると共に、吸入室１７に通じ、仕切りライナー
７９の外周部の突条部７９ａと密閉ケース１とを密閉溶
接固定したことにより、簡易な構成部材で密閉ケース１
内を高圧側のモータ室６と低圧側のアキュームレータ室
４６とに仕切ることができ、コストが安く、仕切り密封
の信頼性も高いので、吸入冷媒の気液分離と蓄積のため
のアキュームレータ室４６を固定スクロール１５に隣接
させた構成のスクロール冷媒圧縮機の実現がコスト、信
頼性の面で可能となる。

また、固定スクロール１５の鏡板１５ｂを、密閉ケース
１と仕切りライナー７９の外周部の突条部７９ａとの溶
接固定時の密閉ケース１の収縮力と、仕切りライナー７
９の焼きばめ締め付は力とによって圧縮室の側へ反り変
形させ、圧縮室中央部の組立時の軸方向隙間を予め小さ
くしておく事が出来る。このような状態で、スクロール
冷媒圧縮機を運転し、圧縮室の圧縮冷媒圧力とアキュム
レータ室４６の吸入圧力との差圧によって、固定スクロ
ール１５の鏡板１５ｂの中央部をアキュームレータ室４
６の側へ押し戻し、最終的には、圧縮室の中央部、外周
部の軸方向隙間が拡大するのを防いで、正常な圧縮室隙
間を保ち、圧縮冷媒ガス漏れを少なくして圧縮効率の低
下を防止できる。

また、固定スクロール１５の鏡板１５ｂと仕切りライナ
ー７９との焼きばめ代を多くし、仕切りライナー７９の
締めつけ力を増加することにより、固定スクロール１５
の組立時の反り変形を多くして、圧縮室中央部の軸方向
隙間を狭めて、圧縮冷媒ガス漏れを極めて少なくし、圧
縮効率を向上することもできる。

また、上記実施例によれば、固定スクロール１５がアル
ミニウム合金製で、軟鉄製の仕切りライナー７９および
軟鉄製の密閉ケース１よりも熱膨張係数が大きいことに
より、圧縮機運転時の圧縮熱や摺動部摩擦熱による温度
上昇の結果・固定スクロール１５の鏡板１５ｂを仕切り
ライナー７９よりも膨張させ、仕切りライナー７９を拡
管して焼きばめ部の接触面圧力を増加させ、モータ室６
の圧縮冷媒ガスが焼きばめ面を介してアキュームレータ
室４６に漏洩するのを少なくできる。

また、アルミニウム合金製の固定スクロール１５の表面
は仕切りライナー７９よりも軟らかいので、固定スクロ
ール１５と仕切りライナー７９との密着が容易で、焼き
ばめ面を介しての圧縮冷媒ガスの漏洩を一層少なくでき
る。

また、上記実施例によれば、固定スクロール１５の鏡板
１５ｂのアキュームレータ室４６側の外周部直径をモー
タ室６の側の外周部直径よりも小さくし、アキュームレ
ータ室４６の側の外周部にライナーを圧入したことによ
り、モータ室６とアキュームレータ室４６との差圧力、
または、圧縮室とアキュームレータ室４６との差圧力に
より固定スクロール１５が仕切りライナー７９から抜け
るのを防ぎ、焼きばめ固定の信頼性を高めることができ
る。

また、上記実施例によれば、密閉ケース１内の上部に吐
出室を兼ねたモータ室６を配置し、下部に低圧側のアキ
ュームレータ室４６を配置したことにより、モータ室６
で吐出冷媒ガスから分離した潤滑油をモータ室６の底部
に収集することができ、その潤滑油を利用して固定スク
ロール１５と仕切りライナー７９との焼きばめ面を油膜
密封し、モータ室６の吐出冷媒ガスが焼きばめ面を介し
てアキュームレータ室４６に漏洩するのを防ぐことがで
きる。

また、上記実施例では固定スクロール１５に吐出ボート
１６を設けたが、米国特許第４５５２５１８号公報でも
記載されているような吐出ガス通路の構成にし、吐出ボ
ートを旋回スクロールに設けてもよい。

また、上記実施例では冷媒圧縮機について動作を説明し
たが、潤滑油を使用する酸素、窒素、などの他の気体圧
縮磯や冷媒ポンプ、油圧ポンプなどの液体ポンプの場合
も同様の作用効果を期待できる。

発明の効果以上のように本発明は、スクロール圧縮機構を密閉容器
内に収納し、固定スクロールの反旋回スクロール側の鏡
板の外周部には、密閉容器と同材質系の薄肉円筒形状の
ライナーを圧入固定し、固定スクロールとライナーによ
り、密閉容器内を高圧室と低圧室とに仕切り、高圧室に
はスクロール機溝に係わる駆動装置を配置し、低圧室は
ライナーと固定スクロールに接すると共に、吸入室に通
じ、ライナーの外周部と密閉容器とを溶接密封固定した
ことにより、簡易な構成部材で密閉容器内を高圧室と低
圧室とに仕切ることができ、低コストで、吸入流体の気
液分離や蓄積のための低圧室を固定スクロールに１接さ
せた構成のスクロール流体装置を実現することができる
。

また、固定スクロールの鏡板を、密閉容器とライナーの
外周部との溶接固定時の密閉容器の収縮力と、ライナー
の締め付は力とによって圧縮室の側へ反り変形させ、圧
縮室中央部の組立時の軸方向隙間を予め小さくしておく
事が出来る。このような状態で、スクロール流体装置を
運転し、圧縮室の圧縮流体圧力と低圧室の吸入圧力との
差圧によって、固定スクロールの鏡板の中央部を低圧室
の側へ押し戻し、最終的には、圧縮室の中央部、外周部
の軸方向隙間が拡大するのを防いで、正常な圧縮室隙間
を保ち、圧縮流体漏れを少なくして圧縮効率の低下を防
止できる。

また、固定スクロールの鏡板とライナーとの圧入代を多
くし、ライナーの締めつけ力を増加することにより、固
定スクロールの組立時の反り変形を多くして、圧縮室中
央部の軸方向隙間を狭めて、圧縮流体漏れを極めて少な
くし、圧縮効率の向上を図ることができ、吸入流体の気
液分離と蓄積機能を備えた低圧室内蔵形スクロール流体
装置の低コスト化と圧縮効率に優れた効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるスクロール冷媒圧縮
機の縦断面図、第２図は同圧縮機における主要部品の分
解図、第３図は同圧縮殿における固定スクロール部材と
逆止弁装置の分解断面図、第４図は固定スクロール部材
の組立後の変形を誇張した縦断面図、第５図は同圧縮機
におけるスラスト軸受部の部分詳細図、第６図は同圧縮
機におけるオルダムリングの外観図、第７図は同圧縮機
におけるオルダム機構部の組立外観図、第８図は第７図
における上平面図、第９図は第１図におけるＡ−Ａ線に
沿った横断面図、第１０図は同圧縮機の吸入行程から吐
出行程までの冷媒ガスの圧力変化を示す特性図、第１１
図は各圧縮室における定点の圧力変化を示す特性図、第
１２図は従来のアキュームレータを内蔵したスクロール
気体圧縮機の縦断面図である。２・・・・・・吐出室、３・・・・・・モータ、４・・
・・駆動軸、５・・・・・・本体フレーム、６・・・・
・・モータ室、１５・・・・固定スクロール、１５ａ・
・・・・・固定スクロールラップ、１５ｂ・・・・・・
鏡板、１６・・・・・・吐出ポート、１７・・・・・・
吸入室、１８・・・・・・旋回スクロール、１８ａ・・
旋回スクロールラップ、１８ｃ・・・・・・ラップ支持
円板、２０・・・・・スラスト軸受、２７・・・・レリ
ース隙間、２８・・・・・・環状溝、３４・・・・・・
吐出室油溜、３９・・・・・・背圧室、４３・・・・・
吸入穴、４６・・・・・・アキュームレータ室、４７・
・・・・・吸入管、７９・・・・・仕切りライナー　８
３・・・・・バッフル、８５・・・・・・吸入通路。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第図３久−一一記軌子４−１駆動釉４−−−−９ｙｙ動細５−一水イ水フンーム７７α、ワ７ｂ／ｒｉ／ダムソング／ｌＡ／タムソング、＃動な閉、％ｌｌ動子金〒ぴンスラスト軸叉スマーサ直嫁舘分２１ｂ−〜予行千部外／７−−−阪入Ｉ１５λ ５２０を嘉１２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に形成さ
れた渦巻き状の固定スクロールラップに対して、旋回ス
クロールの一部をなすラップ支持円板上の旋回スクロー
ルラップを揺動回転自在に噛み合わせ、両スクロール間
に渦巻き形の圧縮空間を形成し、前記固定スクロールラ
ップ、または前記旋回スクロールラップの中心部には吐
出ポートを設け、前記固定スクロールラップの外側には
吸入室を設け、前記圧縮空間は、吸入側より吐出側に向
けて連続移行する複数個の圧縮室に区画されて流体を圧
縮すべく、前記旋回スクロールと静止部材との間に、前
記旋回スクロールの自転阻止部材を係合させて前記旋回
スクロールを旋回運動させるスクロール圧縮機構を形成
し、前記スクロール圧縮機構を密閉容器内に収納し、前
記固定スクロールの反旋回スクロール側の前記鏡板の外
周部には、前記密閉容器と同材質系の薄肉円筒形状のラ
イナーを圧入固定し、前記固定スクロールと前記ライナ
ーにより、前記密閉容器内を高圧室と低圧室とに仕切り
、前記高圧室には前記スクロール機構に係わる駆動装置
を配置し、前記低圧室は前記ライナーと前記固定スクロ
ールに接すると共に、前記吸入室に通じ、前記ライナー
の外周部と前記密閉容器とを溶接密封固定したスクロー
ル流体装置。
（２）固定スクロールが、ライナーおよび密閉容器より
も熱膨張係数が大きい材質から成る請求項１記載のスク
ロール流体装置。
（３）固定スクロールの低圧室側の外周部直径を高圧室
側の外周部直径よりも小さくし、その低圧室側の外周部
にライナーを圧入した請求項１または２記載のスクロー
ル流体装置。
（４）密閉容器内の上部に高圧室を配置し、下部に低圧
室を配置した請求項１、２または３のいずれかに記載の
スクロール流体装置。